Trapping and Redistribution of Hydrophobic Sulfur Sols in Graphene–Polyethyleneimine Networks for Stable Li–S Cathodes

材料科学 硫黄 阴极 石墨烯 阳极 化学工程 氧化物 电极 复合数 电池(电) 复合材料 纳米技术 化学 冶金 物理 工程类 物理化学 功率(物理) 量子力学
作者
Debasis Ghosh,Mariam Gad,Irene Lau,Michael A. Pope
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:8 (27) 被引量:36
标识
DOI:10.1002/aenm.201801979
摘要

Abstract The lithium–sulfur battery is a promising next‐generation rechargeable battery system which promises to be less expensive and potentially fivefold more energy dense than current Li‐ion technologies. This can only be achieved by improving the sulfur utilization in thick, high areal loading cathodes while minimizing capacity fading to realize high practical energy densities and long cycle‐life. This study reports a simple method to fabricate a high capacity, high loading cathode with one of the highest cycle‐stabilities reported. It is demonstrated that sulfur sols formed by crashing dissolved elemental sulfur into water are trapped between graphene oxide sheets when flocculated with polyethyleneimine. Low temperature, hydrothermal treatment produces a conductive, partially covalent composite exhibiting outstanding cycle‐stability. Using this method, sulfur can be uniformly distributed at fractions as high as 75.7 wt%. Electrodes with high areal sulfur loadings (up to ≈5.4 mg cm −2 ), prepared using these composites, lead to projected high cell level practical energy densities of 400 Wh kg −1 . The electrodes demonstrate negligible capacity loss over 250 cycles at 0.15 C and only 0.028% capacity loss per cycle over 810 cycles at 0.75 C. Eventual capacity fading is found to be linked to degradation of lithium‐metal anode suggesting that the cathode material remains stable over even more extended cycling.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
流星雨发布了新的文献求助10
4秒前
forest发布了新的文献求助10
7秒前
Jeffery426完成签到,获得积分10
11秒前
WY完成签到 ,获得积分10
12秒前
baobeikk完成签到 ,获得积分10
16秒前
我就想看看文献完成签到 ,获得积分10
18秒前
Zhou发布了新的文献求助10
19秒前
ylyao完成签到 ,获得积分10
27秒前
林谷雨完成签到 ,获得积分10
32秒前
不吃芹菜完成签到,获得积分10
34秒前
陈炳蓉完成签到,获得积分10
34秒前
xiaowuge完成签到 ,获得积分10
42秒前
刘丰完成签到 ,获得积分10
50秒前
现实的大白完成签到 ,获得积分10
51秒前
cq_2完成签到,获得积分10
51秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得10
58秒前
霁昕完成签到 ,获得积分10
1分钟前
光亮若翠完成签到,获得积分10
1分钟前
onevip完成签到,获得积分10
1分钟前
石子完成签到 ,获得积分10
1分钟前
流浪的鲨鱼完成签到,获得积分20
1分钟前
Jasmineyfz完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
个性的孤风完成签到,获得积分20
1分钟前
ramsey33完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
helinahs完成签到 ,获得积分10
1分钟前
xingxing完成签到 ,获得积分10
1分钟前
YU发布了新的文献求助30
1分钟前
白昼の月完成签到 ,获得积分0
1分钟前
丰富的归尘完成签到 ,获得积分10
1分钟前
forest关注了科研通微信公众号
1分钟前
小慧冲冲冲完成签到,获得积分10
2分钟前
liangguangyuan完成签到 ,获得积分10
2分钟前
逍遥呱呱完成签到 ,获得积分10
2分钟前
谨慎井完成签到,获得积分10
2分钟前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 1000
Structural Load Modelling and Combination for Performance and Safety Evaluation 1000
Conference Record, IAS Annual Meeting 1977 820
電気学会論文誌D(産業応用部門誌), 141 巻, 11 号 510
Typology of Conditional Constructions 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3571332
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3141926
关于积分的说明 9444874
捐赠科研通 2843331
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1562830
邀请新用户注册赠送积分活动 731326
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 718524